程遠楚 呂杜鵑 晉風華 錢瑞霞

     來源：《國外電子元器件》

     摘要：文中介紹了發(fā)電機狀態(tài)監(jiān)測儀中can智能適配卡的功能和硬件組成，針對isa和哼單片機同時對雙口ram讀寫數(shù)據(jù)時的仲裁問題，提出了一種硬件判優(yōu)的實現(xiàn)方法，并對適配卡的軟件設計進行了總體的闡述。

     關鍵詞：適配卡

     idt7132 雙口ram sja1000

     can（controller area network）控制局域網絡是一種串行通信網絡。它采用了許多新技術和獨特的設計，因而使其在可靠性、實時性和靈活性方面具有突出的優(yōu)點。這些卓越的性能使can總線得以在全球范圍內一直保持高速發(fā)展�？紤]到can總線的成長性及許多單片機中集成有can總線控制器，且can總線專用控制器ic術易從市場上得到，因此，在筆者設計的發(fā)電機狀態(tài)監(jiān)測儀中采用can總線技術。

     1 can總線系統(tǒng)的組成模式

     基于現(xiàn)場總線的發(fā)電機狀態(tài)監(jiān)測儀由智能數(shù)據(jù)采集模塊、工控機（ipc）、can總線三部分組成。其系統(tǒng)結構如圖1所示。每個模塊通過can總線與一臺工控機系統(tǒng)。工控機的主要功能是對智能數(shù)據(jù)采集模塊的參數(shù)進行設置，并通過現(xiàn)場總線網絡實時獲取智能數(shù)據(jù)采集模塊的數(shù)據(jù)，如發(fā)電機事件記錄、故障錄波；監(jiān)測數(shù)據(jù)的實時顯示、趨勢分析、異常報警和完成報表輸出等功能。can總線部分主要是由can總線適配卡、通訊介質以及相應的通訊軟件構成。

     2 can智能適配卡的硬件結構

     can總線的卓越性能為發(fā)電機狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)的高速數(shù)據(jù)通訊提供了保障，但很多工業(yè)pc機并不帶有can總線接口，為了在ipc上擴展can總線的監(jiān)控和管理功能，筆者設計了一塊適配卡插隊ipc的擴展插槽內，以完成can接口與ipc的擴展功能。

     can總線pc適配卡的硬件電路如圖2所示，它主要包括89c52單片機（內含8k

     e2prom、256字節(jié)ram）、地址譯碼與中斷信號控制邏輯電路epm7128s、共享存儲器雙口ram（idt7132）、can控制器sja1000芯片和光電隔離電路（6n137）以及can驅動器82c520等部分組成。

     要實現(xiàn)pc機和can控制器之間的數(shù)據(jù)傳送，必須在pc機和適與卡上的mpc之間建立起雙向的數(shù)據(jù)交換通道。通過isa總線實現(xiàn)單片機系統(tǒng)與主機之間交換數(shù)據(jù)有以下兩種實現(xiàn)方法：一是靜態(tài)數(shù)據(jù)傳送，這種方法采用并行接口器件（如8255）或鎖存器（如74ls373）等構成一字節(jié)深度的fifo。該方法較為簡單，但一次傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量小，因而只適應數(shù)據(jù)量小、速度要求不高的場合；二是共用單片機系統(tǒng)外部數(shù)據(jù)存儲器。此時可直接采用集成雙端口ram或在通用ram加上一些控制邏輯組成雙口ram電路。集成雙口ram是一種性能優(yōu)良的快速快通器件，適用于多cpu分布式系統(tǒng)及高速數(shù)字系統(tǒng)中。它提供了兩路完全獨立的端口，每個端口都有完整的地址、數(shù)據(jù)和控制線。對器件的使用者而言，它與一般ram并無大的區(qū)別，只有在兩邊同時讀寫同一地址單元時，才發(fā)生爭用現(xiàn)象。利用雙口ram提供指示信號，采用適當?shù)耐ㄐ乓?guī)則就可避免爭用，以實現(xiàn)快速數(shù)據(jù)的交換。集成雙口ram不僅易于實現(xiàn)，而且價格也不高。can信號傳輸采用短幀結構（8個字節(jié)），適配卡對雙口ram的容量要求并不大，故可選用idt7130、idt7132、idt71231等。本文選用2k×8位的帶忙信號busy的idt7132。can通信控制器選用philips公司生產的能支持can2.0b協(xié)議并與82c200完全兼容的sja1000，如把它視為存儲器映射的寄存器，則易于與89c52接口。為增強can總線的差動發(fā)送和接收能力，本設計采用了can總線收發(fā)接口電路82c250。在sja1000與從機的82c250之間接入光電耦合器可增強系統(tǒng)的抗干擾能力。光耦可采用高速光耦6n137。光耦兩側應用采用dc-dc隔離電源，可選用力源公司生產的ps250dc5d5s。

     3 伸裁方式

     雙口ram通信方式的關鍵是處理好爭用現(xiàn)象，避免因此而產生的讀寫錯誤。idt7132能夠提供硬件判優(yōu)方式，并可利用busy引腳的信號來提高系統(tǒng)的靈活性。在圖2的硬件電路中，由于idt7132內含硬件判優(yōu)電路且兩邊端口都有busy引腳。因此